[發(fā)明專利]熱通道部件一體燃燒室

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510036121.6
• 申請(qǐng)日: 2015-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN104595926A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方子文;李珊珊;呂煊;郭慶波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京華清燃?xì)廨啓C(jī)與煤氣化聯(lián)合循環(huán)工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): F23R3/16
• 分類號(hào): F23R3/16
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王闖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)熱通道部件一體燃燒室。

背景技術(shù)

燃?xì)廨啓C(jī)的基本原理是通過壓氣機(jī)對(duì)空氣進(jìn)行壓縮，在燃燒室中將燃料噴入壓縮后的空氣中進(jìn)行等壓燃燒，而后高溫高壓燃?xì)膺M(jìn)入透平推動(dòng)透平做功，一部分功維系壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)，另外一部分功則用于動(dòng)力或者發(fā)電。通常而言，在總體參數(shù)與總體布置的約束下，壓氣機(jī)、燃燒室、透平三大部件分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，而后整合為整臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)中溫度最高的部件為處于燃燒室后半段與透平第一級(jí)靜葉，通常稱為熱通道部件，在上述兩個(gè)熱通道部件中工質(zhì)已經(jīng)充分燃燒，并且尚未膨脹做功。

如圖1-4所示，現(xiàn)有技術(shù)中的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)包括：擴(kuò)壓器1、燃?jí)焊?、導(dǎo)流襯套3、機(jī)匣4、端蓋5、噴嘴6、火焰筒7以及過渡段8，從壓氣機(jī)壓縮好的空氣經(jīng)擴(kuò)壓器1，進(jìn)入導(dǎo)流襯套3逆流向上流經(jīng)噴嘴6，噴嘴6內(nèi)會(huì)噴射燃料與上游壓縮空氣進(jìn)行摻混在火焰筒7內(nèi)燃燒，之后流經(jīng)過渡段8進(jìn)入透平9做功。通常火焰筒7為圓形筒，而透平9為環(huán)形，因此需要多個(gè)過渡段8將火焰筒7的多個(gè)圓形氣流出口轉(zhuǎn)化為與透平9連接的扇環(huán)形出口，多個(gè)過渡段8與透平9一級(jí)靜葉相連，連接處存在復(fù)雜的密封結(jié)構(gòu)92及連接結(jié)構(gòu)91，通常為了連接的可靠性，需要多種連接方式結(jié)合。

對(duì)于環(huán)管型燃燒室而言，燃燒室后半段設(shè)置過渡段，將多個(gè)圓形火焰筒的燃?xì)獬隹谵D(zhuǎn)化為多個(gè)扇環(huán)形最終組成一個(gè)圓環(huán)形出口，再與透平一級(jí)靜葉連接。由于連接處存在多個(gè)過渡段以及透平一級(jí)靜葉，需要一系列連接密封結(jié)構(gòu)，且該處燃?xì)鉁囟冗h(yuǎn)遠(yuǎn)高于金屬許用溫度，連接處的結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)問題，而且連接密封結(jié)構(gòu)需要在每次檢修時(shí)更換，以防其中一個(gè)連接密封件的損壞對(duì)整臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)造成損壞。雖然現(xiàn)有的燃燒室及透平設(shè)計(jì)盡量考慮上述設(shè)計(jì)難點(diǎn)，但是由于燃燒室及透平兩個(gè)部件是分開進(jìn)行設(shè)計(jì)的，燃燒室與透平的連接問題仍然存在。

除此之外，隨著燃?xì)廨啓C(jī)參數(shù)的升高，透平一級(jí)靜葉前緣端壁的冷卻問題也日趨嚴(yán)重，通常透平一級(jí)靜葉本體通過靜葉內(nèi)部冷卻通道設(shè)計(jì)進(jìn)行冷卻，而前緣端壁則依賴于燃燒室過渡段出口額外的冷氣進(jìn)行冷卻，該冷卻造成了額外的冷氣消耗，進(jìn)而降低整個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)的效率。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是提供一種熱通道部件一體燃燒室，以簡(jiǎn)化燃?xì)廨啓C(jī)過渡段與透平一級(jí)靜葉之間的連接結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種熱通道部件一體燃燒室，包括擴(kuò)壓器、燃?jí)焊住?dǎo)流襯套、機(jī)匣、端蓋、噴嘴、火焰筒和過渡段，所述過渡段的出口設(shè)置出口導(dǎo)葉，所述過渡段通過所述出口導(dǎo)葉與透平連接。

優(yōu)選地，所述過渡段與所述出口導(dǎo)葉為一體化結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述熱通道部件一體燃燒室的燃燒室中軸線與燃?xì)廨啓C(jī)中軸線在軸向和周向的夾角均大于0度。

優(yōu)選地，所述熱通道部件一體燃燒室的燃燒室中軸線與燃?xì)廨啓C(jī)中軸線的軸向夾角為15°～35°。

優(yōu)選地，所述熱通道部件一體燃燒室的燃燒室中軸線與燃?xì)廨啓C(jī)中軸線的周向夾角為10°～25°。

優(yōu)選地，所述出口導(dǎo)葉的偏置安裝角軸線與燃?xì)廨啓C(jī)中軸線的周向夾角等于燃燒室中軸線與燃?xì)廨啓C(jī)中軸線的周向夾角。

優(yōu)選地，所述出口導(dǎo)葉為翼型葉形。

優(yōu)選地，所述出口導(dǎo)葉的下游與透平的連接處設(shè)有氣膜冷卻結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述氣膜冷卻結(jié)構(gòu)包括多個(gè)氣膜冷卻孔，所述氣膜冷卻孔的孔徑為1.5mm～3mm，所述氣膜冷卻孔的間距比為3～6。

(三)有益效果

本發(fā)明的熱通道部件一體燃燒室無(wú)需過渡段與透平一級(jí)靜葉之間的密封結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化了燃?xì)廨啓C(jī)過渡段與透平一級(jí)靜葉之間的連接結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)，減少了振動(dòng)、安裝不當(dāng)造成的風(fēng)險(xiǎn)，有效增加了壽命，減少了設(shè)計(jì)及加工成本，同時(shí)可以在保證金屬溫度安全的前提下，大幅減少過渡段與透平連接處的冷氣用量，從而提升燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)效率；其燃燒室中軸線與燃?xì)廨啓C(jī)中軸線在軸向以及周向方向均有夾角且在過渡段出口設(shè)置出口導(dǎo)葉，且燃燒室中軸線與燃?xì)廨啓C(jī)中軸線在軸向以及周向方向均有夾角，無(wú)需考慮復(fù)雜三維流動(dòng)對(duì)冷卻影響，簡(jiǎn)化了透平一級(jí)靜葉冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程，同時(shí)由于燃燒室安裝存在一個(gè)周向角度，有潛力實(shí)現(xiàn)更短燃燒室火焰筒設(shè)計(jì)。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室的俯視圖；

圖2為圖1的A-A方向的剖視圖；

圖3為圖2的B處的放大圖；

圖4為圖2的C-C方向的透平一級(jí)靜葉的葉形圖；